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Feb 02, 2024

Os oocistos de Plasmodium berghei possuem síntese de ácidos graxos e rotas de eliminação

Relatórios Científicos, volume 13, número do artigo: 12700 (2023) Citar este artigo Detalhes das métricas Os parasitas da malária realizam a síntese de ácidos graxos (FAS) em sua organela apicoplasta por meio de uma reação bacteriana

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12700 (2023) Citar este artigo

Detalhes das métricas

Os parasitas da malária realizam a síntese de ácidos graxos (FAS) em sua organela apicoplasta por meio de uma via enzimática relacionada a bactérias (tipo II). No hospedeiro vertebrado, os estágios exoeritrocíticos do Plasmodium dependem do FAS, enquanto os estágios intraeritrocíticos dependem da eliminação de FA do seu ambiente. No mosquito, os oocistos de P. falciparum expressam e dependem das enzimas FAS para a formação de esporozoítos, mas os oocistos de P. yoelii não expressam, nem dependem das enzimas FAS e, portanto, dependem da eliminação de FA para apoiar a esporogonia. Em P. berghei, as enzimas FAS são igualmente dispensáveis ​​para a esporogonia, indicando que está em conformidade com o cenário de P. yoelii. Mostramos aqui que P. berghei, inesperadamente, expressa enzimas FAS ao longo do desenvolvimento do oocisto. Estas descobertas indicam que P. berghei pode empregar FAS juntamente com a eliminação de FA para maximizar a esporogonia e a transmissão, e é mais semelhante a P. falciparum do que se supunha anteriormente em relação à aquisição de FA pelo oocisto. A capacidade dos oocistos de alternar entre FAS e eliminação pode ser um fator importante na relação não competitiva de exploração de recursos entre os parasitas Plasmodium e seus mosquitos vetores, que molda a virulência do parasita tanto no inseto quanto nos vertebrados.

A malária continua a ser uma doença infecciosa potencialmente fatal, causada pela infecção por parasitas apicomplexos do género Plasmodium, sendo o P. falciparum o mais mortal entre várias espécies de parasitas da malária humana. Os sintomas clínicos são causados ​​por parasitas assexuados no estágio sanguíneo (intraeritrocíticos), uma pequena porcentagem dos quais se desenvolve em células precursoras do estágio sexual (gametócitos) que facilitam a transmissão pelos mosquitos. A transmissão do parasita da malária começa com a absorção de gametócitos masculinos e femininos com a refeição sanguínea por uma fêmea do mosquito. As principais etapas de desenvolvimento que ocorrem dentro do inseto são: (i) gametogênese e fertilização no lúmen do intestino médio; (ii) transformação dos zigotos em formas móveis alongadas denominadas ookinetes; (iii) cruzamento do epitélio do intestino médio pelos ookinetes, seguido da sua transformação em oocistos jovens; (iv) crescimento e divisão dos oocistos para gerar milhares de esporozoítos, processo denominado esporogonia; (v) saída de esporozoítos do oocisto e sua colonização das glândulas salivares do mosquito. Após uma picada de mosquito infectada por esporozoítos com sucesso, desenvolvem-se parasitas assexuados no estágio hepático (exoeritrocítico), a partir dos quais novas infecções no estágio sanguíneo são iniciadas para completar o ciclo de vida do Plasmodium.

Os ácidos graxos (AG) são componentes celulares essenciais necessários para a biossíntese de membranas celulares e moléculas de sinalização. Os parasitas da malária adquirem FA tanto por síntese de novo como por eliminação/captação dos seus ambientes. A síntese de ácidos graxos de cadeia curta a média (FAS) é realizada na organela do apicoplasto, um cloroplasto relíquia, e o alongamento adicional de FA (FAE) para gerar FA de cadeia longa é conduzido nas membranas do retículo endoplasmático (ER), usando dois vias enzimáticas paralelas e funcionalmente relacionadas (Fig. 1)1. Central para FAS é um ciclo enzimático de quatro etapas que envolve: (i) condensação da proteína transportadora acil-acil (acil-ACP) com acetoacetil-ACP, catalisada pela acil-ACP elongase (FabB/F, PBANKA_0823800); (ii) redução de cetoacil-ACP, catalisada pela cetoacil-ACP redutase (FabG, PBANKA_0823800); (iii) desidratação de hidroxiacil-ACP, catalisada por hidroxiacil-ACP desidratase (FabZ, PBANKA_1338200); (iv) redução de enoil-ACP, catalisada pela enoil-ACP redutase (FabI, PBANKA_1229800) (Fig. 1). A FAE utiliza uma via enzimática semelhante conduzida por um conjunto diferente de proteínas e emprega a coenzima A (CoA) em vez de ACP como transportador de acila (Fig. 1).

Vias enzimáticas envolvidas na síntese de ácidos graxos (FAS) e alongamento (FAE) em Plasmodium. As enzimas envolvidas na catálise são mostradas em fonte vermelha. FabB/F, acil-ACP alongase; FabG, cetoacil-ACP redutase; FabZ, hidroxiacil-ACP desidratase; FabI, enoil-ACP redutase; ELO-A/B/C, acil-CoA alongase A/B/C; KCR, cetoacil-CoA redutase; DEH, hidroxiacil-CoA desidratase; ECR, enoil-CoA redutase.